本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域,具體為丹參素鈉對骨骼肌肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的方法。
背景技術(shù):
1、骨骼肌由不同類型的肌纖維組成,目前,公認(rèn)的哺乳動物骨骼肌肌纖維類型的分類是依據(jù)myhc亞型的不同,將肌纖維分為4種類型,即ⅰ型(慢速氧化型肌纖維)、ⅱa型(快速氧化型肌纖維)、ⅱb型(快速酵解型肌纖維)和ⅱx型(中間型肌纖維),分別表達(dá)myhc1/slow、myhc2a、myhc2b和myhc2x基因。其中氧化型肌纖維含有更多的肌紅蛋白和線粒體,具有更高的氧化能力,并賦予機(jī)體更強(qiáng)的耐力,而快速糖酵解型肌纖維比例高的人患肥胖和相關(guān)代謝疾病的風(fēng)險更高,并且在年老時肌肉更容易萎縮。在畜牧生產(chǎn)中,肉質(zhì)產(chǎn)量和質(zhì)量與肌肉中肌纖維類型的比例有直接關(guān)系,慢速氧化型肌纖維含有較多的肌肉含有一定的肌內(nèi)脂肪,肌肉顏色鮮紅,評分較高;相反,快速酵解型肌纖維含量高的肌肉,肉色蒼白,屠宰后ph下降快,蛋白質(zhì)降解程度增加,會導(dǎo)致pse肉的產(chǎn)生。因此,闡明調(diào)控肌纖維類型形成的分子機(jī)制對于肌肉相關(guān)疾病的治療和肉質(zhì)性狀的改善尤為重要。
2、近年來,在肌纖維形成和轉(zhuǎn)化的分子調(diào)控機(jī)制研究中鑒定出了許多天然化合物能夠調(diào)控肌纖維類型形成或轉(zhuǎn)化從而影響肉性狀和肌肉功能。例如用小分子琥珀酸(succinate)處理小鼠后快速酵解型肌纖維向慢速氧化型肌纖維轉(zhuǎn)變,小鼠的運動耐力增強(qiáng);槲皮素處理小鼠后氧化型肌纖維相關(guān)基因表達(dá)量上調(diào),并且肌肉功能增加。煙酸補(bǔ)充劑喂養(yǎng)綿羊,氧化型肌纖維比例顯著增加,并改善綿陽肉質(zhì)性狀,通過尋找調(diào)節(jié)肌纖維類型和轉(zhuǎn)化的天然小分子藥物,在日常飲食中補(bǔ)充這種天然小分子藥物來改善肉類品質(zhì)和提高肌肉功能,丹參素(dss)是從丹參中提取分離得到的一種水溶性成分,其已顯示的作用包括冠狀動脈舒張和對心肌缺血-再灌注損傷的保護(hù),然而,它對肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化及肌肉功能的影響尚未被報道,為此本發(fā)明提出丹參素鈉(sodium?danshensu,sdss)對骨骼肌肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明加深丹參素鈉對肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制的認(rèn)識,為畜牧生產(chǎn)提高肉產(chǎn)量和肉品質(zhì)及醫(yī)學(xué)上治療肌肉相關(guān)疾病提供理論依據(jù)。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:丹參素鈉對骨骼肌肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的方法,其方法包括以下步驟:
3、s1、小分子藥物;
4、s2、c2c12細(xì)胞培養(yǎng)和處理
5、c2c12成肌細(xì)胞(atcc)在37℃和5%co2的高葡萄糖dmem培養(yǎng)基中在10%胎牛血清(fbs)中培養(yǎng),將細(xì)胞接種在含有10%fbs的dmem中,當(dāng)細(xì)胞達(dá)到80%融合時,通過添加2%的馬血清誘導(dǎo)其分化4天;
6、s3、小鼠處理
7、從南京大學(xué)模型動物研究中心共獲得30只4周齡雄性c57bl/6j小鼠,每籠飼養(yǎng)三到四只小鼠,光照/黑暗周期為12小時,溫度為23±2℃,自由攝取水和含有10%千卡脂肪的食物,適應(yīng)7天后,將小鼠隨機(jī)分為三組,每組10個重復(fù),小鼠口服0mg/kg、5mg/kg和10mg/kg丹參素鈉8周,將丹參素鈉溶解在生理鹽水中,生理鹽水用作對照,通過頸椎脫位對小鼠實施安樂死,分別收集小鼠的脛骨前肌(ta)、腓腸肌(gas)和股四頭肌(qua)肌肉并稱重,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化為體重(mg/g);
8、s4、握力和運動耐力的測量
9、小鼠口服0mg/kg、5mg/kg和10mg/kg丹參素鈉8周,使用網(wǎng)格強(qiáng)度計測試鼠的抓力強(qiáng)度,將鼠輕輕放置在抓握測試網(wǎng)絡(luò)上,抓握測試儀的杠桿和小鼠身體呈垂直方向,在將測試值設(shè)置為零后,快速拉回小鼠并記錄鼠的最大握力,試驗進(jìn)行了五次,并確定了最大強(qiáng)度,跑步機(jī)運行試驗在xp-pt-10b動物跑步機(jī)上進(jìn)行;
10、s5、耗氧量的評估
11、小鼠口服0mg/kg、5mg/kg和10mg/kg丹參素鈉8周,使用tse實驗室主系統(tǒng)檢測o2消耗量,在測量之前,讓小鼠適應(yīng)24小時,測定24小時內(nèi)消耗的氧氣量;
12、s6、rna提取和實時熒光定量pcr(qpcr)
13、使用trizol試劑從細(xì)胞或肌肉組織中分離總rna,在nanodrop?2000上測量rna濃度,瓊脂糖凝膠電泳檢測rna的完整性后,primescript?rt試劑逆轉(zhuǎn)錄總rna(1μg);
14、s7、westernblot
15、根據(jù)制造商的說明,細(xì)胞和組織在含有蛋白酶和磷酸酶抑制劑的ripa緩沖液中裂解,蛋白質(zhì)裂解物在5×十二烷基硫酸鈉(sds)樣品緩沖液中在95°c下加熱5分鐘,并通過10%sds-page(每條泳道30μg)分離,然后,使用mini?trans?blot?cell系統(tǒng)將凝膠轉(zhuǎn)移到pvdf膜上,用5%脫脂乳封閉膜1.5小時,將一抗在4℃下孵育過夜,第二天洗滌膜后在室溫下二抗孵育1小時,通過ecl對膜進(jìn)行可視化,一抗myhc1、myhc2a、myhc2b、myhc?2x、pkm1和β-肌動蛋白,其次是igg-hrp結(jié)合抗體,通過ecl觀察膜上的條帶;
16、s8、免疫熒光染色
17、免疫熒光染色中使用的第一抗體是myhc2a、myhc2b和myhc1,第二抗體是抗小鼠fitc、抗兔fitc,在第二抗體步驟后,在黑暗中孵育期間用dapi對細(xì)胞核進(jìn)行染色,通過共聚焦激光掃描顯微鏡捕獲圖像。
18、優(yōu)選的,所述步驟s2中,丹參素鈉溶解在pbs中,用20μm丹參素鈉處理細(xì)胞,pbs用作對照。
19、優(yōu)選的,所述步驟s3中,所有動物試驗均按照周口師范學(xué)院動物福利委員會批準(zhǔn)的方案進(jìn)行(許可證號zknu-2024009,許可證日期2022年3月5日)。
20、優(yōu)選的,所述步驟s4中,將清醒的小鼠放置在初始速度為10m/min的跑步機(jī)上3分鐘,之后將速度增加到30m/min以引起疲勞,當(dāng)小鼠不能再呆在跑步機(jī)上時,記錄到這一點的總跑步距離。
21、優(yōu)選的,所述步驟s5中,對于所有實驗,小鼠在25℃下以12小時的光照/12小時的黑暗周期飼養(yǎng),自由獲取食物和水。
22、優(yōu)選的,所述步驟s6中,采用lightcycler?96系統(tǒng)進(jìn)行qpcr,使用ct(2-δδct)方法分析相對基因表達(dá)。
23、優(yōu)選的,所述步驟s8中,myhc2a、myhc2b和myhc1的蛋白表達(dá)水平由myhc亞型陽性肌管內(nèi)的細(xì)胞核數(shù)與核總數(shù)的比值決定。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
25、1、以小鼠成肌細(xì)胞c2c12和c57bl小鼠為模型,分別在細(xì)胞和個體水平探究丹參素鈉調(diào)控肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制,丹參素鈉灌胃雄性小鼠,進(jìn)行握力、跑步、westernblot、qpcr和免疫熒光染色的測定,發(fā)現(xiàn)丹參素鈉處理的小鼠,其肌肉質(zhì)量、慢速氧化型肌纖維的百分比、肌肉耐力、耗氧量與myhc1和myhc2a基因表達(dá)增加,而myhc2b基因的表達(dá)和糖酵解肌纖維的百分比降低;
26、2、實驗結(jié)果表明:丹參素鈉通過調(diào)控肌肉纖維類型相關(guān)基因表達(dá),從而促進(jìn)肌纖維從糖酵解型肌纖維向氧化型肌纖維的轉(zhuǎn)化;
27、3、本發(fā)明加深丹參素鈉對肌纖維類型形成和轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制的認(rèn)識,為畜牧生產(chǎn)中提高豬肉產(chǎn)量和豬肉品質(zhì)及醫(yī)學(xué)上與肌肉相關(guān)疾病的治療提供理論依據(jù)。